生物航油起步

歐盟航空碳稅箭已離弦。

2012年初始，美國(guó)航空公司、全美航空集團(tuán)、達(dá)美航空公司和美國(guó)聯(lián)合航空公司等四大航企按捺不住，決定對(duì)美國(guó)飛往歐盟的航班收取額外的每架次3美元(約18.9元人民幣)的費(fèi)用。德國(guó)漢莎航空公司也表示受歐盟的排放交易體系(ETS)影響將實(shí)行更高票價(jià)。

早在2009年12月，美國(guó)航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)聯(lián)合三家美國(guó)航空公司提起訴訟，稱歐盟征收碳排放稅違反法規(guī)，要求歐盟放棄于2012年將進(jìn)出歐盟的航空公司納入其排放交易體系。2011年12月21日，歐洲*做出zui終判決，美國(guó)敗訴。

至此，雖遭遇多國(guó)強(qiáng)烈反對(duì)和質(zhì)疑，歐盟堅(jiān)持自1月1日起實(shí)施ETS，飛過(guò)歐洲上空的飛機(jī)將被強(qiáng)收“買路錢”。按照ETS規(guī)則，2012年各家航空公司需要為其碳排放的15％埋單，zui后支付期限為2013年，屆時(shí)將對(duì)不遵守該稅法的航空公司進(jìn)行罰款。

2月6日*報(bào)道，根據(jù)**，*于近日向各航空公司發(fā)出指令，未經(jīng)政府有關(guān)部門(mén)批準(zhǔn)，禁止中國(guó)境內(nèi)各運(yùn)輸航空公司參與歐盟排放交易體系，禁止各運(yùn)輸航空公司以此為由提高運(yùn)價(jià)或增加收費(fèi)項(xiàng)目。中國(guó)航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)副秘書(shū)長(zhǎng)柴海波接受《財(cái)經(jīng)》(博客,微博)記者采訪時(shí)表示，“歐盟態(tài)度一貫強(qiáng)硬，中歐之間存在溝通渠道，但沒(méi)有新進(jìn)展。”

他認(rèn)為，各航空公司若不執(zhí)行歐盟規(guī)則，也不繳納罰款，歐盟方面可能扣留飛機(jī)，但“很難想象這種局面會(huì)真正出現(xiàn)”。

漢莎航空公司在回復(fù)《財(cái)經(jīng)》記者書(shū)面采訪時(shí)表示，歐洲不可能升級(jí)與其重要合作伙伴的沖突，只有進(jìn)一步談判，才能帶來(lái)解決方案。

然而，無(wú)論各國(guó)如何應(yīng)對(duì)歐盟航空碳稅問(wèn)題，碳減排都將是zui終出路。過(guò)去40年中，飛機(jī)的燃油消耗和二氧化碳排放已相對(duì)減少了70％。

燃油效率更高的飛機(jī)、空中交通管理系統(tǒng)的優(yōu)化、生物燃油，被視為航空減排的三大關(guān)鍵點(diǎn)。其中，生物燃油成為航空業(yè)應(yīng)對(duì)ETS以及氣候變化的長(zhǎng)期規(guī)劃目標(biāo)。2011年，多家航空公司進(jìn)行了生物燃油試飛。

但是生物燃油成本高企、原料不足等問(wèn)題難以繞行，尤其在中國(guó)，基礎(chǔ)研究都處于空白狀態(tài)。

美國(guó)ling物燃油

其實(shí)，無(wú)論是傳統(tǒng)燃油還是生物燃油，在飛行中所產(chǎn)生的碳排放量差異并不大，而生物燃油受青睞的原因在于，其原料在種植階段吸收了大氣中的二氧化碳，以整個(gè)生命周期的碳排放來(lái)計(jì)算，就大為降低。也就是說(shuō)，生物燃油的zui重要的減排作用發(fā)生在種植階段。

從以往試飛數(shù)據(jù)看，對(duì)比航空煤油和以麻風(fēng)樹(shù)(又稱小桐子)、藻類、鹽生植物等為來(lái)源的生物燃油，在全生命周期中，硫和顆粒物的減排效果基本可以達(dá)到100％，碳排放可以減少60％－80％。因此，航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)(IATA)也推薦以藻類和亞麻薺，或麻風(fēng)樹(shù)為原料生產(chǎn)的生物燃油，并預(yù)計(jì)其可使航空業(yè)每年減少0.7％的碳排放量。

IATA還樂(lè)觀地將目標(biāo)設(shè)定為：2017年10％的燃油由生物燃油替代。

2011年10月28日，國(guó)航的一架波音747-400大型飛機(jī)，在首都機(jī)場(chǎng)進(jìn)行了中國(guó)航空生物燃油驗(yàn)證飛行。波音747-400共有四臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，試飛中僅有一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)使用生物燃油，其他三臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)仍使用普通航空煤油。

此次驗(yàn)證飛行使用的生物燃油，是以麻風(fēng)樹(shù)為原料，使用時(shí)與普通航空煤油1∶1比例相混合。這批15噸航空生物燃油是基于霍尼韋爾環(huán)球油品公司(下稱霍尼韋爾)工藝技術(shù)生產(chǎn)的，原料來(lái)自中石油在西南地區(qū)種植的麻風(fēng)樹(shù)油原料合作基地。

其中，中石油旗下的石油化工科學(xué)研究院負(fù)責(zé)麻風(fēng)樹(shù)原料油技術(shù)研發(fā)和生產(chǎn)組織落實(shí)；作為精煉技術(shù)開(kāi)發(fā)商，霍尼韋爾提供技術(shù)，將麻風(fēng)樹(shù)原料油轉(zhuǎn)換為航空生物燃油；中國(guó)航空油料集團(tuán)公司(下稱中航油)則將航空生物燃油與傳統(tǒng)航空煤油按1∶1比例調(diào)和；而有多次生物燃油飛行經(jīng)驗(yàn)的波音公司與航空發(fā)動(dòng)機(jī)廠商美國(guó)普·惠公司(P&W)提供飛機(jī)及發(fā)動(dòng)機(jī)。

國(guó)航這僅僅一小時(shí)的不載客試飛，由多家*鼎力相助，其原因在于，將生物燃油用于民航，有多種苛刻嚴(yán)謹(jǐn)?shù)募s束條件。比如，航空器要求生物燃油性質(zhì)須與現(xiàn)行航空煤油接近，并能混合使用；生物燃油必須經(jīng)過(guò)充分測(cè)試研發(fā)，以保證其與航空發(fā)動(dòng)機(jī)和相關(guān)材料兼容等。

此次試飛所用生物燃油獲得了美國(guó)材料與實(shí)驗(yàn)協(xié)會(huì)(ASTM)批準(zhǔn)，用于商業(yè)飛行，其所依據(jù)的是2011年7月1日，該協(xié)會(huì)發(fā)布的含合成烴類的航空渦輪機(jī)燃油標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。該標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布意味著生物燃油被允許在航空領(lǐng)域大展手腳。

從化學(xué)角度來(lái)說(shuō)，只要是燃料油，其作為動(dòng)力的原理，都是燃燒其有效的C(即含碳的烷烴基)成分，從而得到熱動(dòng)力，支持飛行。該標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)定，可再生燃油可與傳統(tǒng)燃油相調(diào)和，因?yàn)檫@些來(lái)自植物油或動(dòng)物油的可再生燃油組分，與噴氣燃油的烴類相同。

去年7月發(fā)布的這一標(biāo)準(zhǔn)，還提供了商業(yè)飛行技術(shù)參考及依據(jù)，這是多家飛機(jī)制造商、發(fā)動(dòng)機(jī)制造商以及相關(guān)公司機(jī)構(gòu)通過(guò)大量試驗(yàn)及驗(yàn)證飛行制定出的，像其他領(lǐng)域一樣，能夠制定標(biāo)準(zhǔn)且被市場(chǎng)認(rèn)同者，即為者。顯然，美國(guó)在生物燃油研發(fā)領(lǐng)域遙遙。

向航空煤油看齊

波音公司向《財(cái)經(jīng)》記者介紹，民用飛機(jī)上使用的生物燃油需要滿足：?jiǎn)挝恢亓亢腕w積含有較高能量；在惡劣環(huán)境下，燃油性能也保持良好；達(dá)到飛機(jī)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的苛刻要求；達(dá)到所有航空安全方面的要求，使用時(shí)不需要對(duì)飛機(jī)及發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行改造。

這些要求，簡(jiǎn)單地歸納就是生物航油的成分必須與傳統(tǒng)的航油沒(méi)有大的區(qū)別，燃燒值亦接近。

與傳統(tǒng)燃料的驗(yàn)證一樣，生物燃油驗(yàn)證飛行之前，需檢驗(yàn)其基本性質(zhì)，檢驗(yàn)數(shù)據(jù)包括層流火焰?zhèn)鞑ニ俣?、可燃極限、煙粒生成等重要數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)必須與傳統(tǒng)燃油接近。

生物燃油替代傳統(tǒng)航油，zui重要的是完成兩方面任務(wù)：一是與設(shè)備的兼容性。如果生物燃油的溶解性質(zhì)與傳統(tǒng)燃油不配備，就有可能損害航油管路，使其溶解或腐蝕。一旦發(fā)生這種情況，將直接威脅安全飛行。

另外，使用生物燃油時(shí)，飛機(jī)的點(diǎn)火、熄火，以及油門(mén)加減情況要和使用傳統(tǒng)航油至少接近。也就是說(shuō)，要考慮保持飛行員的點(diǎn)火、熄火(即開(kāi)車和停車)和加減油門(mén)過(guò)程中操作慣性。目前飛機(jī)試飛時(shí)，一般四臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)中，只有一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)使用生物燃油與傳統(tǒng)航油的混合物，就是為了保證安全性。

看上去簡(jiǎn)單的任務(wù)需經(jīng)過(guò)一系列測(cè)試，且要包括發(fā)動(dòng)機(jī)制造和飛機(jī)制造在內(nèi)的多行業(yè)企業(yè)通力合作。

世界上商業(yè)飛機(jī)生物燃油試驗(yàn)飛行始于2009年1月7日，由美國(guó)大陸航空公司的一架波音737客機(jī)完成。波音公司的生物燃油合作伙伴正是霍尼韋爾。2011年7月，*使用生物燃油的定期商業(yè)客運(yùn)航班由空客公司與德國(guó)漢莎航空公司推出，漢莎航空公司在這方面一直雄心勃勃。空中客車A321飛機(jī)執(zhí)飛，其使用的生物燃油皆由芬蘭納斯特石油公司(Neste Oil)提供。

《財(cái)經(jīng)》記者了解到，由于中國(guó)所使用的民航客機(jī)多來(lái)自波音、空客兩大制造商，由于國(guó)內(nèi)缺乏航空燃油的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，國(guó)內(nèi)航空煤油標(biāo)準(zhǔn)是沿襲標(biāo)準(zhǔn)，而生物航油亦將依法炮制。

北京航空航天大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院教授林宇震正在進(jìn)行航空生物燃油的燃燒室試驗(yàn)研究。他介紹，出于安全考慮，航空生物燃油的發(fā)展理念就是向航空煤油看齊，以便可以直接摻兌使用，而不需要更改航空軟件和硬件。標(biāo)準(zhǔn)卡得非常嚴(yán)，哪怕做輕微改動(dòng)，都需要漫長(zhǎng)的設(shè)計(jì)測(cè)試工作。

國(guó)家*綜合運(yùn)輸所研究員董焰透露，*成立了一個(gè)生物燃油專門(mén)項(xiàng)目組，國(guó)航試飛就是這一項(xiàng)目的*行動(dòng)。但多位接受《財(cái)經(jīng)》記者采訪的業(yè)內(nèi)人士都無(wú)法說(shuō)明，該項(xiàng)目的開(kāi)始時(shí)間和未來(lái)發(fā)展的時(shí)序性計(jì)劃。與美國(guó)相比，在航空生物燃油整體研發(fā)上，中國(guó)尚沒(méi)有相關(guān)研究規(guī)劃與政策。

原料難題

歐盟委員會(huì)、空客、漢莎等和生物燃油制造商德國(guó)科隆公司(Choren實(shí)業(yè))、納斯特石油公司、霍尼韋爾發(fā)起了一個(gè)名為“生物燃油航線”(Biofuel Flightpath)倡議行動(dòng)，以支持和倡導(dǎo)生物燃油的生產(chǎn)、倉(cāng)儲(chǔ)和分銷，致力于在航空業(yè)提高生物燃油的使用率并zui終達(dá)到商業(yè)化，并設(shè)定了在2020年使可持續(xù)生產(chǎn)的生物燃油年產(chǎn)量和消耗量達(dá)到每年200萬(wàn)噸，以此來(lái)提高生物燃油的使用率，推動(dòng)其商業(yè)化。

同時(shí)，在生物燃油的減排認(rèn)證上，歐盟去年規(guī)定，凡在歐盟市場(chǎng)上銷售的生物燃油，均需進(jìn)行可持續(xù)性認(rèn)證，要求生物燃油原料生產(chǎn)遵循生物、作物多樣性及土地自然變化，要求認(rèn)證系統(tǒng)進(jìn)行燃油鏈生命周期評(píng)價(jià)與監(jiān)督等。

漢莎航空公司就表示，生物燃油原料需要從可持續(xù)生物燃油圓桌會(huì)議(RSB)等認(rèn)證計(jì)劃中獲得認(rèn)證，這個(gè)圓桌會(huì)議是一個(gè)范圍內(nèi)由利益相關(guān)方參與的多邊計(jì)劃，一直在促進(jìn)生物燃油的可持續(xù)發(fā)展。

與之前玉米、大豆等*代生物燃油原料需要大面積耕地、且是糧食作物不同，新一代生物燃油原料不再與民爭(zhēng)地。比如原料之一微藻，是一類無(wú)葉片及根系的簡(jiǎn)單光合植物，含有較高脂類，光合作用效率比樹(shù)木高，且適應(yīng)能力強(qiáng)，生長(zhǎng)周期僅2天－5天，藻類在水中養(yǎng)殖過(guò)程就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。而麻風(fēng)樹(shù)也是一種含油量高且分布廣泛的熱帶植物。

盡管如此，生物燃油仍面臨著成本過(guò)高的難題。一般而言，成本過(guò)高是由于生產(chǎn)規(guī)模不大，而前期研發(fā)成本高昂所致。由于生物燃油還處于研發(fā)階段，從原料收集、榨取油脂到加氫去氧提煉，都是小規(guī)模的摸索，各航空公司試飛的生物航油其實(shí)都是基于實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品，市場(chǎng)需求尚未成型。

中航油新聞發(fā)言人馬曉華亦告訴《財(cái)經(jīng)》記者，生物航油批量生產(chǎn)尚不現(xiàn)實(shí)，國(guó)內(nèi)還有很多技術(shù)上的瓶頸沒(méi)有突破，國(guó)航試飛所用的生物航油只有初加工部分是在中國(guó)完成，后期的深度加工是合作的外方拿到美國(guó)去進(jìn)行的。

據(jù)他透露，中石油、中石化都在努力，以期早日尋求解決方案，但他相信這條路還很漫長(zhǎng)。

對(duì)未來(lái)原料供給，中石油一位工作人員表示不樂(lè)觀，“能否批量生產(chǎn)，目前中石油沒(méi)有相關(guān)戰(zhàn)略規(guī)劃，生產(chǎn)前景不明。”

中航油質(zhì)量安全環(huán)保部總陳開(kāi)彬分析，目前*都沒(méi)有形成經(jīng)濟(jì)的批量生產(chǎn)，都在探討中，主要是原料問(wèn)題，目前可利用的生物品類雖不少，但收獲物經(jīng)篩選后，可利用的不多。

以煤和天然氣作為原料獲得的替代傳統(tǒng)航空燃油，不符合碳減排趨勢(shì)。地溝油，也是生物燃油的原料備選。2011年6月，荷蘭*航空公司的一架波音737飛機(jī)使用了以地溝油提煉的航空燃油。當(dāng)年11月該航空公司還曾到青島地溝油采購(gòu)事宜。

北京航空航天大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院教授楊曉奕就從事這方面的研究，她認(rèn)為，地溝油利用主要是出于給它找到合適的出路，以避免其回到餐桌上。此前地溝油也被用于提煉生物柴油，但對(duì)比普通柴油沒(méi)有價(jià)格優(yōu)勢(shì)，無(wú)法大規(guī)模開(kāi)展，若能研發(fā)出更好的技術(shù)提煉成航空燃油，就可以價(jià)格優(yōu)勢(shì)開(kāi)拓產(chǎn)業(yè)規(guī)模。

不過(guò)中國(guó)航空油料集團(tuán)北美航油有限公司業(yè)務(wù)侯宇紅認(rèn)為，地溝油還存在來(lái)源不穩(wěn)定的問(wèn)題，因此不看好其前景。

波音公司正在與多國(guó)政府、企業(yè)及高校合作，尋求在各地建立航空生物燃油產(chǎn)業(yè)鏈的可行性。漢莎航空公司也在進(jìn)行生物燃油的小規(guī)模生產(chǎn)，以及長(zhǎng)期生產(chǎn)的優(yōu)化方案研究。

不過(guò)，由于航空生物燃油在皆未能大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化，漢莎航空公司已遭遇庫(kù)存不足的尷尬。就在1月初，漢莎航空公司由于庫(kù)存的生物燃油即將耗盡，決定終止試飛工作。

歐盟強(qiáng)硬推出的航空碳稅，是否能促使航空生物燃油加速商業(yè)化呢？至少，現(xiàn)在有了一個(gè)動(dòng)力。